Linux内核中的per-CPU变量

最新推荐文章于 2024-01-30 23:11:56 发布

田贝

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分类专栏： Linux内核开发

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本文深入探讨Linux内核中per-CPU变量的特性及其在统计计数场景下的优化作用，通过实例展示了如何在多处理器系统中实现高性能的数据更新。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

per-CPU变量时linux内核中一个非常有趣的特性，他为系统中每个处理器都分配了变量的一个副本。这样做的好处是，在多处理器的系统中，当处理器操作属于他的变量副本时，不需要考虑与其他处理器竞争的问题，同时该副本还可以充分利用处理器本地的硬件以提高访问速度。

基于per-CPU的以上特性，其最典型的使用场合是在统计计数方面。例如在网络系统中，内核需要跟踪已经接收到的各类数据包的数量，而这些数量在系统中更新的频率极快，每秒可能成千上万次。此时就可以利用per-CPU变量，让系统中每个处理器都使用属于自己的该变量的副本，这样变量更新时就无需考虑多处理器的锁定问题，可以提高性能。

#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <linux/percpu.h>


static int * ptr;

static int __init hello_init (void)
{			
	int cpu;	
	int * the_ptr;
	
	ptr = alloc_percpu(int);
	
	for_each_possible_cpu(cpu){
		/* 关闭内核可抢占性 */	
		get_cpu();
		/* 获取特定cpu副本的数据指针 */
		the_ptr = per_cpu_ptr(ptr, cpu);	
		*the_ptr = cpu;
		printk("val = %d\n", *the_ptr);	
		put_cpu();
	}

	
	
	return 0;
}


static void __exit hello_exit (void)
{	
	free_percpu(ptr);/* 释放空间 */
}

module_init(hello_init);
module_exit(hello_exit);

MODULE_AUTHOR("Tian bei");
MODULE_DESCRIPTION("per_cpu_ptr test");
MODULE_LICENSE("GPL");